缓释尿素配施普通尿素对双季稻养分的供应特征

张木，唐拴虎，黄巧义，逄玉万，易琼，黄旭，李苹，付弘婷



缓释尿素配施普通尿素对双季稻养分的供应特征

张木，唐拴虎，黄巧义，逄玉万，易琼，黄旭，李苹，付弘婷

（广东省农业科学院农业资源与环境研究所/广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室，广州 510640）

【目的】缓释尿素作为轻简施肥及减量施肥的新型肥料产品，其养分释放特性与作物养分需求规律的匹配度是作物高产的保证。论文主要探讨缓释尿素与普通尿素配合一次施用对整个生育期内水稻养分吸收特征的影响，为新型肥料产品的研发提供理论指导和技术支撑。【方法】采用早稻及晚稻的田间试验，设置6个施肥处理：（1）不施氮（CK）；（2）100%缓释尿素（100% SRU）；（3）75%缓释尿素+25%普通尿素（75% SRU+25%CU）；（4）50%缓释尿素+50%普通尿素（50% SRU+50%CU）；（5）25%缓释尿素+75%普通尿素（25% SRU+75%CU）；（6）100%普通尿素（100% CU）。氮肥用量为150 kg N·hm-2，磷、钾肥的用量分别为55 kg P2O5·hm-2、130 kg K2O·hm-2，采用过磷酸钙及氯化钾。在早稻生育期内多次采集植株样品进行氮、磷、钾分析。在灌浆期采集不同部位叶片及籽粒样品进行氮、磷、钾分析，并测定灌浆期剑叶SPAD值的变化，在水稻采收后测算产量和产量构成。【结果】75%缓释尿素+25%普通尿素的处理早稻和晚稻的产量均最高，100%缓释尿素、50%缓释尿素+50%普通尿素以及25%缓释尿素+75%普通尿素3个处理间在早、晚稻产量上均无显著性差异，但在不同程度上均优于100%普通尿素的处理。相对于100%普通尿素处理，添加缓释尿素的处理水稻有效穗数和穗粒数占相对优势，特别是在早稻上更为明显。在整个生育期内，100%缓释尿素处理水稻植株地上部干物重及氮累积量高于其他处理，并随着普通尿素添加比例的增加而递减。植株地上部（灌浆期不含籽粒）氮含量以100%缓释尿素处理最高，随着普通尿素添加比例的增加而逐渐降低。灌浆过程中籽粒、剑叶、倒二位叶及倒三位叶氮含量，以及剑叶SPAD均以100%缓释尿素处理最高，同样随着普通尿素添加比例的增加而不断降低。【结论】100%缓释尿素的处理水稻氮素供应过旺，水稻出现贪青且在晚稻上更为严重，导致产量的降低。75%缓释尿素+25%普通尿素的处理效果较好可用于水稻一次性施肥。所有添加缓释尿素的处理均不同程度的好于100%普通尿素的处理，出于成本考虑可适当下调缓释尿素的添加比例。

水稻；缓释尿素；养分吸收动态；养分累积；产量

0 引言

【研究意义】水稻种植业是典型的劳动密集型产业，施肥方面多采用传统的分次施肥方式，施肥次数约为3—4次，不但费时费力而且频繁追肥还会增加了养分径流损失的风险[1]。随着社会的发展，农村人口大量向城市转移导致农村剩余劳动力出现短缺，加之随着农村土地流转集约化经营模式的不断出现，水稻轻简化栽培势在必行。新型缓/控释肥料的出现，使得水稻一次性轻简化施肥得以实现，在插秧前一次性基施所有肥料以满足整个生育期内水稻对养分的需求。缓/控释肥料的养分释放特征与水稻生育期内需肥规律的匹配性至关重要，但是实践中多数缓控释肥养分释放特性与水稻需肥规律难以完全吻合。部分缓/控释肥的养分释放速率过慢在水稻需肥量较大的时期则可能会出现供肥不足的状况，有报道指出与普通尿素采用适当比例配合，可以获得较好的效果[2-4]。此外，全量或减量投入纯缓释尿素还会显著地增加施肥成本，难以大面积的推广应用。【前人研究进展】缓释尿素与普通尿素相比养分利用效率普遍较高，而缓释尿素与普通尿素以适当比例配合施用具有多重优点，普通尿素能满足作物在苗期的养分需求，缓释尿素则能维持作物中后期的养分需求，不但能增产而且还可以减少成本投入[5-6]。缓释尿素与普通尿素以不同的比例配合施用对水稻生长影响较大，王海月等[7]研究发现，缓释氮肥与普通氮肥配施可以增加水稻光合势、叶面积指数及氮肥表观利用率，杜君等[8]研究发现，随着缓释尿素添加比例的提高，水稻叶片谷氨酰胺合成酶活性、蛋白质水解酶活性均有所提高。从土壤质地来看，缓释尿素与普通尿素配施无论是沙土还是黏土均有较好的效果，均能满足水稻对养分的需求[9]。从研究载体上来看，前人多采用年度单季作物或多年度单季作物，因此以同年度双季作物为载体采用定位试验研究缓释肥的肥效特征能获取新的信息。【本研究切入点】以往缓释尿素与普通尿素配施在水稻上的应用效果研究多关注于水稻产量、水稻生理代谢特征、氮肥利用效率、土壤养分变化等方面，并且多以单季稻为研究对象。而本试验以双季稻为研究对象，采用早晚稻定位试验，重点把握水稻在整个生育期内的植株养分吸收动态，研究缓释尿素与普通尿素配施的水稻养分供应动态特征。【拟解决的关键问题】本研究采用养分释放期约为90 d的缓释尿素与普通尿素按照不同比例混合施用，重点研究在不同配合比例下水稻整个生育期内地上部植株的养分变化特征，以及灌浆过程中主要功能叶养分的变化及迁移动态，明确缓释尿素与普通尿素配合施用的养分释放特征，推荐适宜的配合比例。

1 材料与方法

1.1 供试材料与试验设计

试验于2016年在广东省台山市都斛镇莘村开展双季稻的田间小区试验。早稻试验于3月22日施肥、3月23日插秧、7月5日收获，晚稻于8月18日施肥、8月19日插秧、11月15日收获。早稻和晚稻均为杂交水稻，早稻品种为“杂优”，晚稻品种为“泰丰优”，均采用秧田育苗后期移栽的方式进行。选取土壤养分均匀且平整的田块开展试验，小区试验的规格设置为每区面积27.5 m2，田脊高约30 cm，宽约20 cm，田脊采用塑料薄膜覆盖避免养分横向迁移，各小区排灌水有独立沟渠以避免养分径流污染，在高于正常田面水位置预留排水口避免大雨漫田。

供试土壤为黏壤土，早稻栽培前土壤基本理化性质如下：pH 4.93、有机质30.6 g·kg-1、碱解氮148.9mg·kg-1、有效磷8.9 mg·kg-1、速效钾145.0 mg·kg-1。早稻收获后栽培晚稻，采用定位试验，均设6个处理：不施氮（CK）、100%缓释尿素（100%SRU）、75%缓释尿素+25%普通尿素（75%SRU+25%CU）、50%缓释尿素+50%普通尿素（50%SRU+50%CU）、25%缓释尿素+75%普通尿素（25%SRU+75%CU）、100%普通尿素（100%CU），每个处理重复4次。缓释尿素为广东天禾中加化肥有限公司提供，属于树脂包膜类肥料，其养分释放期约为90 d左右。除对照不施氮外，其他各处理施氮量相同，均为150 kg N·hm-2；包含对照在内的所有处理磷、钾量相同，分别为磷肥55 kg P2O5·hm2、钾肥130 kg K2O·hm-2，肥料分别为过磷酸钙及氯化钾，所有肥料均作基肥一次性施用。采用拉绳移栽定苗，移栽后一周内根据苗情及时补苗，确保各小区苗数相同。田间排灌水管理、病虫害防治管理，各环节均严格管控，确保试验数据可靠有效。在早稻生育期内进行动态采样监测，在水稻收获后记录产量、产量构成等指标。对早稻指标进行重点分析，研究其养分吸收规律，晚稻作为验证试验，仅做产量及产量构成要素的分析。

1.2 样品采集及分析指标测定

早稻于2016年3月22日插秧，而后进行动态采样，采样日期分别为4月11日、4月18日、4月25日、5月3日、5月10日、5月17日、5月24日、5月31日、6月7日、6月15日、6月21日、6月27日及7月5日，采样时间均为10：00至12：00之间，灌浆期测定剑叶SPAD值。由于采样较为频繁，故而将各小区在相同的位置上分为采样区和测产区，以减少对后期测产的影响。抽穗前采集水稻整个地上部植株2株，在抽穗后至收获前每次采集水稻4株，其中2株去除稻穗部分仅保留植株部分，另外2株分为稻穗（含穗基）、剑叶、倒二叶及倒三叶共计3个部分。样品处理时，先用自来水清洗干净后，再用纯水润洗，而后105℃杀青30 min后降温至65℃烘干至恒重，记录干物质量后将样品粉碎，测定氮、磷、钾含量。植株氮、磷、钾含量均采用硫酸-双氧水消解，氮采用凯氏定氮法、磷采用钼黄比色法、钾采用火焰光度法测定[10]。

1.3 数据处理

氮素农学利用效率（kg·kg-1）=（施氮区产量-不施氮区产量）/施氮量。

试验数据采用SPSS 12.0进行统计分析，各处理之间的多重比较采用LSD-test（＜0.05）法，图采用Excel绘制。

2 结果

2.1 缓释尿素配施普通尿素对早、晚稻产量及产量构成要素的影响

如表1所示，早晚稻产量均以75%缓释尿素+25%普通尿素处理最高，整体上表现出了随缓释尿素添加比例增加而增加的趋势，但100%缓释尿素处理又有所降低。在早稻上，75%缓释尿素+25%普通尿素处理与100%缓释尿素的处理之间没有显著差别，但均显著高于50%缓释尿素+5%普通尿素及25%缓释尿素+75%普通尿素处理；在晚稻上，75%缓释尿素+25%普通尿素处理产量虽然数值上高于其他处理，但与除对照外的其他处理相比较并没有达到显著水平。早晚稻产量均以不施氮处理最低。从产量构成上来看，缓释尿素添加比例高的处理有效穗数及穗粒数占相对优势。

2.2 缓释尿素配施普通尿素对早稻地上部生物量变化的影响

如图1所示，随着水稻生育期的延长，水稻地上部植株生物量呈现出增加的趋势，伴随着无效分蘖的死亡脱落，在移栽后40—50 d地上部生物量有小幅降低的趋势，待分蘖稳定后则迅速增加。在移栽后75 d左右，地上植株部位生物量降低则是因为抽穗后除去穗粒（孕穗期整体计重）后单独计重的结果，在灌浆期植株生物量基本保持稳定。各处理生物量以100%缓释尿素处理的植株最高，均高于不添加缓释尿素的处理及不施肥处理。

表1 不同施肥处理早、晚稻产量及构成要素

数据后不同小写字母表示差异显著（＜0.05）Different lowercase letters mean significantly different among treatments (＜0.05)

图1 不同施肥处理对早稻地上植株（灌浆期扣除籽粒）干物质累积量的影响

2.3 缓释尿素配施普通尿素对早稻地上部氮含量及累积量变化的影响

如图2所示，在整个生育期内水稻地上部植株（灌浆期不含籽粒）氮含量呈现出不断降低的趋势，生育中期各处理地上部植株氮含量差别较大，在接近成熟期时逐渐趋同。各处理水稻地上部氮含量以100%缓释尿素处理最高，随着普通尿素添加比例的增加，水稻地上部植株氮含量有降低的趋势，各处理水稻地上部氮含量以不施氮处理最低。水稻在整个生育期内地上部植株（灌浆期不含籽粒）氮累积量呈现出先增加而后降低的趋势，各处理氮累积量以100%缓释尿素处理最高，大致呈现出随着普通尿素添加比例的增加而降低的趋势，不施氮处理最低。

2.4 缓释尿素配施普通尿素对早稻灌浆期剑叶及下部叶氮含量变化的影响

如图3所示，灌浆期剑叶氮含量呈现出降低的趋势，剑叶氮含量以100%缓释尿素处理最高，以不施氮处理最低；各施氮处理中，随着普通尿素添加比例的增加，剑叶氮含量呈现出降低的趋势，以100%普通尿素处理最低。倒二位叶及倒三位叶氮含量变化趋势与剑叶基本相同。

2.5 缓释尿素配施普通尿素对早稻灌浆期籽粒氮含量变化的影响

如图4所示，在整个灌浆过程中籽粒氮含量受灌浆速率变化引起的稀释作用影响呈现出“W”型波动，各处理中以100%缓释尿素处理氮含量最高，以不施氮处理最低，呈现随普通尿素添加比例增加而降低的趋势。

图2 不同施肥处理对早稻地上部植株（灌浆期不含籽粒）氮含量及累积量的影响

图3 不同施肥处理对灌浆期早稻剑叶、倒二位叶及倒三位叶氮含量的影响

图4 不同施肥处理对灌浆期早稻籽粒氮含量的影响

2.6 缓释尿素与普通尿素配施对早稻地上部及剑叶磷、钾含量变化动态的影响

如图5所示，在整个生育期内，水稻地上部磷含量总体上表现出了降低的趋势，各处理之间磷含量差别不大；各处理地上部钾含量也表现出了降低的趋势，在生育中后期各施氮处理地上部钾含量均高于不施氮处理，而各施氮处理之间地上部钾含量并没有显著性差异。如图6所示，灌浆过程中各处理剑叶磷含量也呈现出降低的趋势，添加较高比例缓释尿素的处理有增加剑叶磷的趋势；灌浆过程中各处理剑叶钾含量呈现出先降低后增加，而后再降低的趋势，各处理之间剑叶钾含量变化表现不一。

2.7 缓释尿素配施普通尿素对早稻灌浆期籽粒磷、钾含量变化的影响

如图7所示，在整个灌浆过程中各处理籽粒磷含量呈现出“W”型波动性上升的趋势，但各处理之间并没有表现出明显的差异。灌浆过程中籽粒钾含量则呈现出不断降低的趋势，各处理之间表现变化不一。

图5 不同施肥处理对早稻地上部（不含籽粒）磷、钾含量的影响

图6 不同施肥处理对早稻剑叶磷、钾含量的影响

图7 不同施肥处理对早稻灌浆期籽粒磷、钾含量的影响

2.8 缓释尿素配施普通尿素对早稻灌浆期叶片SPAD值含量变化影响

如图8所示，在灌浆过程中各处理剑叶SPAD值总体上表现为降低的趋势，且施氮处理均显著高于不施氮处理，各施氮处理中以100%缓释尿素处理最高，并表现出随着普通尿素添加比例增加而降低的趋势。在收获期100%缓释尿素处理仍然保持着较高的叶绿素含量，而不施氮处理则完全成熟黄化。

图8 不同施肥处理对早稻灌浆期剑叶叶绿素的影响

3 讨论

3.1 缓释尿素合理配施普通尿素对水稻产量具有显著提升作用

缓释尿素通过尿素颗粒表面的树脂、硫磺聚合物等涂层物质来延缓内部氮素的释放，显著地延长了肥效期，有效解决了作物生育期内多次追肥的问题，在水稻上可以实现一次性施肥，并已被大量研究所证实[11-13]。本试验中所使用的缓释肥料为树脂包膜尿素，其养分释放期约为90 d左右，所用的本田期早稻约为100 d、晚稻约为90 d，因此所用缓释尿素的养分释放期与水稻生育期长短基本一致。100%普通尿素处理产量较低，显示出普通尿素一次性施用并不能有效满足水稻整个生育期内对养分的需求，但100%缓释尿素的处理其产量也并不是最高，表明该类型缓释尿素虽然养分释放期与水稻生育期长短相吻合，但其养分释放特性与水稻养分需求特征并不能完全吻合。本试验中，25%的普通尿素和75%的缓释尿素配合施用水稻产量最佳，表明缓释尿素与普通尿素进行配合施用能在一定程度上解决这个问题，通过对早稻产量和两种尿素配比进行曲线拟合（=515.73-831.92+256.1+480.3；：普通尿素添加比例），得出最适宜的配比为19%的普通尿素和81%的缓释尿素。

早晚稻的产量反应有所不同，早晚稻均以75%缓释尿素处理产量最高，但在早稻上25%缓释尿素+75%普通尿素、50%缓释尿素+5%处理均好于100%普通尿素处理，而在晚稻上25%缓释尿素+75%普通尿素、50%缓释尿素普通尿素处理与100%普通尿素处理相比差别不大。这种情况可能与连作方式下的气候条件变化有关，早稻种植季节气温前低后高，而晚稻种植季节气温则前高后低。早稻在3月份种植时田间温度低于20℃，晚稻在8月份种植田间温度高于30℃，早晚稻施肥时田间温度相差10℃以上，温度的差异会显著影响树脂包膜尿素养分的扩散速率，因此早稻施肥后缓释肥养分释放速率要明显低于晚稻施肥后养分释放速率。水稻施肥后相当长的时间内稻田土壤处于淹水状态，包膜尿素的养分释放特征与水分及温度变化之间的关系已有大量的报道[14-15]。早晚稻温度变化是完全相反的过程，早稻生长过程中温度逐渐趋高而晚稻生长过程中温度逐渐趋低，早稻上缓释肥能在水稻需肥关键时期持续供肥，而晚稻施肥后在田间高温的促使下立即开始高速率供肥，从而导致中后期供肥能力减弱。低缓释尿素添加比例的处理表现的更为明显，其可控释的肥料总量有限又加之前期释放量较大，严重弱化了后期的控释性能，这或许是导致25%缓释尿素+75%普通尿素处理和50%缓释尿素+50%普通尿素处理与100%普通尿素理在晚稻上产量趋同的主要原因。

缓释尿素与适当比例普通尿素配合对提高水稻有效穗数的效果较好，有效穗数形成基础在于分蘖期的有效分孽数，添加普通尿素可以增强生育前期的供肥特性，利于有效分孽的形成，而提高缓释尿素所占比例对增加后期穗粒数效果较好，则说明高比例的缓释尿素可以增强生育后期的供肥能力，因此需要寻求前期供肥与后期供肥之间的平衡关系。前人研究中缓释尿素与普通尿素在水稻上的最佳配合比例也不尽相同。钱银飞等[16]以双季超级稻为研究对像，发现包膜尿素与普通尿素配合比为3﹕7时水稻氮肥利用效率最高而且产量也最高；付月君等[17]发现缓释尿素与普通尿素配合比例为4﹕6时也提高了水稻产量和氮肥利用率；龙瑞平等[18]发现缓释尿素与普通尿素5﹕5的比例效果最好，上述研究中其最佳配合比例的不同可能是由于缓释尿养分释放期不同以及水稻生育期长短不同所致，因此在生产中需要进行综合考量。

3.2 缓释尿素配施普通尿素需要平衡水稻营养生长与生殖生长的关系

本试验所用的缓释尿素以树脂作为包膜材料，水分通过包膜进入肥料颗粒内部对肥料进行溶解，内外的养分浓度差导致养分逐渐往外释放，其释放期可长达90 d。水稻生长前期植株生物量迅速增加，养分需求量相对高于生育后期，而配合普通尿素施用有利于提高生育前期土壤速效养分含量，缓释尿素与普通尿素配合施用恰恰起到将氮肥往前提的效果，既保证了前期拥有充足的养分，又保证后期有持续的养分供应。水稻整个生育期主要包含营养生长期和生殖生长期，营养生长期是物质和能量的储备阶段，为后期生殖生长奠定物质和结构基础[19]。本试验中，水稻生物量的变化反映出添加缓释尿素处理水稻营养生长较为旺盛，并且随着缓释尿素添加比例的增加水稻地上部（不含籽粒）生物量不断的增加。本试验中100%缓释尿素处理的水稻植株部分生物量最大但产量并不是最高，需要平衡水稻营养生长与生殖生长的关系，降低过多的营养生长对物质和能量的消耗使其转化到生殖生长中去以提升增产的潜力。究其原因主要是外部营养供应状况所致，缓释肥料与普通速效肥料相比，肥料养分在土壤中保持较高有效性的时间更长，能大幅减少肥料的损失，提高养分利用效率[20-21]。尽管整个生育期内水稻地上部植株氮含量呈降低的趋势，但是各处理之间随着缓释尿素添加比例的增加，地上部氮含量呈现出明显增加的趋势，其中以100%缓释尿素处理最高。整个生育期内地上部植株部分（不含籽粒）氮累积量呈现出先增加而后降低的趋势，在移栽后40—50 d期间有小幅的降低是由于无效分蘖死亡脱落所致，移栽后75 d左右的大幅降低主是要因为抽穗后扣除籽粒单独计重的结果，而灌浆期的降低则主要是养分向籽粒中迁移的结果，缓释尿素添加比例高的处理氮素累积量也相对较高，先前研究有着类似的报导[22]。

3.3 缓释尿素配施普通尿素影响灌浆期功能叶-籽粒系统中养分的迁移

灌浆过程的完成需要大量碳水化合物及矿质养分向籽粒迁移，水稻主要功能叶如剑叶、倒二叶及倒三叶的光合产物对水稻产量的贡献要远高于50%，主要功能叶的生理状态决定着水稻高产与否[23-25]。灌浆过程中剑叶、倒二位叶及倒三位叶的氮含量不断降低，而籽粒中氮含量则波动上升，说明灌浆过程中碳水化合物转运的同时还伴随着矿质养分的迁移，而籽粒中养分的剧烈波动变化则是由于灌浆速率变化产生的稀释作用引起的[26-28]。试验中可以明显的观察到缓释尿素添加比例越高，其功能叶中氮含量越高，与此同时籽粒中氮素含量也越高。缓释尿素对地上部整体植株（不含籽粒）部分磷、钾含量影响不大，在整个生育期内磷、钾含量整体呈现出降低的趋势，但是较高的缓释尿素添加比例却增加了灌浆前中期剑叶磷的含量，对剑叶钾的含量影响不大。籽粒中磷的含量在各处理之间并没有表现出明显的差异，说明缓释尿素与普通尿素配施对籽粒磷的含量影响较小，但各处理籽粒磷含量变化与氮相似均表现出波动上升的趋势。各处理籽粒钾含量也没有明显差异，灌浆过程中总体表现出降低的趋势，则可能是因为灌浆初期新形成的谷壳钾含量较高缘故，即使灌浆过程中也得到了钾元素的补充，但稀释作用造成的影响更大。水稻在灌浆过程中功能叶的颜色随着叶绿素的不断降低而逐渐转黄，在灌浆过程中保持适当的叶绿素含量有利于提高光合作用增加水稻产量，但是如果保持过高的叶绿素含量，则很有可能是由于过量施氮出现了贪青晚熟，最终会造成千粒重下降、垩白增加[29-30]。而本试验中100%缓释尿素的处理早稻在整个灌浆过程中均保持着较高的叶绿素含量，而且结合该处理下的植株生物量来看，明显出现了营养生长过旺的状况。从各处理氮肥农学效率上来看，早晚稻上均以75%缓释尿素+25%普通尿素配合施用的处理最高（早稻12.6 kg·kg-1、晚稻8.4 kg·kg-1），总体上早稻氮肥的农学利用效率高于晚稻，可能是连作条件下早稻种植后土壤氮素有不同程度的后效。从产量上看，100%缓释尿素处理在晚稻上产量相对较低，该处理在早稻上就已经表现出明显的养分过剩，并且黏壤土较好的养分吸持性能加之连作定位试验，该处理在晚稻上表现出的贪青状况更为明显，在收获时明显观察到该处理水稻植株下部叶片出现荫蔽，整体通风条件较差、倒伏易发，贪青状况胜于早稻。水稻植株在整个生育期内的养分动态特征从侧面反映出了该类型缓释尿素具备良好的养分缓释性能，在水稻生育后期仍然能保持较好的养分供应能力，但生育后期提供过量的养分并不利于水稻的高产，与普通尿素配施则解决了后期养分供应过旺的问题，实现了养分前移，满足了生育前期水稻需肥量较大时对养分的需求。

4 结论

本试验条件下，100%缓释尿素的处理后期养分供应过剩，水稻营养生长过于旺盛、植株生物量过高、贪青严重，而100%普通尿素处理则出现了后期供肥不足现象；75%的缓释尿素与25%的普通尿素配施的处理，其养分释放特征与水稻需肥规律较为匹配，能够满足水稻生长前期、中期和后期对养分的需求，在早稻及晚稻上均获得了较好的产量。在使用缓释尿素进行水稻一次性施肥时，可以根据缓释尿素的养分释放期，与适当比例普通尿素配合使用，不但能获得较好产量而且还能降低缓释尿素的施用成本。

[1] 王静, 郭熙盛, 王允青,丁树文. 巢湖流域不同耕作和施肥方式下农田养分径流流失特征. 水土保持学报, 2012, 26(1): 6-11.

WANG J, GUO X S, WANG Y Q, DING S W. Characteristics of nutrient runoff losses from farmland under different tillage and fertilization methods in Chaohu lake region., 2012, 26(1): 6-11. (in Chinese)

[2] 徐久凯, 李絮花, 李伟, 彭强, 王洪飞. 缓释尿素与普通尿素配施对氨挥发和土壤氮素动态变化过程的影响. 中国土壤与肥料, 2015(6): 23-27.

XU J K, LI X H, LI W, PENG Q, WANG H F. Effects of mixture of slow-release urea and conventional urea on ammonia volatilization and soil nitrogen dynamic change., 2015(6): 23-27.(in Chinese)

[3] 司贤宗, 韩燕来, 王宜伦, 刘蒙蒙, 谭金芳. 缓释氮肥与普通尿素配施提高冬小麦-夏玉米施肥效果的研究. 中国农业科学, 2013, 46(7):1390-1398.

SI X Z, HANG Y L, WANG Y L, LIU M M, TAN J F. Improving nitrogen use efficiency by combined use of slow release nitrogen fertilizer with urea for high yielding winter wheat-summer maize rotation system., 2013, 46(7): 1390-1398. (in Chinese)

[4] 李伟, 李旭花, 董静, 林治安. 冬小麦控释尿素与普通尿素的最佳配比研究. 植物营养与肥料学报, 2014, 20(3): 629-635.

LI W, LI X H, DONG J, LIN Z A. The appropriate mixing ration of control-released urea and common urea in winter wheat production., 2014, 20(3): 629-635. (in Chinese)

[5] 王晓琪, 朱家辉, 陈宝成, 杨杰, 周华敏, 张为涛, 杨修一, 张民. 控释尿素不同比例配施对水稻生长及土壤养分的影响. 水土保持学报, 2016, 30(4): 178-182.

WANG X Q, ZHU J H, CHENG B C, YANG J, ZHOU H M, ZHANG W T, YANG X Y, ZHANG M. Effects of different proportion of controlled-release urea on rice growth and soil nutrient.2016, 30(4): 178-182.(in Chinese)

[6] ZHENG W, ZHANG M, LIU Z, ZHOU H, LU H, ZHANG W, YANG Y, LI C, CHEN B. Combining controlled-release urea and normal urea to improve the nitrogen use efficiency and yield under wheat-maize double cropping system., 2016, 197: 52-62.

[7] 王海月, 李玥, 孙永健, 李应洪, 蒋明金,王春雨, 赵建红, 孙园园, 徐徽, 严奉君, 马均. 不同施氮水平下缓释氮肥配施对机插稻氮素利用特征及产量的影响. 中国水稻科学, 2017, 31(1): 50-64.

WANG H Y, LI Y, SUN Y J, LI Y H, JIANG M J, WANG C Y, ZHAO J H, SUN Y Y, XU H, YAN F J, MA J. Effects of slow-release urea on nitrogen utilization and yield in mechanically transplanted rice under different nitrogen application rates., 2017, 31(1): 50-64.(in Chinese)

[8] 杜君, 孙克刚, 雷利君, 和爱玲, 张运红, 孙克振. 控释尿素与普通尿素配施对水稻氮代谢关键酶活性及产质量的影响. 河南农业科学, 2016, 45(3): 67-72.

DU J, SUN K G, LEI L J, HE A L, ZHANG Y H, SUN K Z. Effects of combined application of controlled release urea and common urea on activities of key enzymes related with nitrogen metabolism, yield and quality of rice., 2016, 45(3): 67-72.(in Chinese)

[9] 张小翠, 戴其根, 胡星星, 朱德建, 丁秀文, 马克强, 张洪程, 朱聪聪. 不同质地土壤下缓释尿素与常规尿素配施对水稻产量及其生长发育的影响. 作物学报, 2012, 38(8): 1494-1503.

ZHANG X C, DAI Q G, HU X X, ZHU D J, DING X W, MA K Q, ZHANG H C, ZHU C C. Effects of slow-release urea combined with conventional urea on rice output and growth in soils of different textures., 2012, 38(8): 1494-1503.(in Chinese)

[10] 鲍士旦. 土壤农化分析. 三版. 北京: 中国农业出版社, 2002.

BAO S D.. Beijing: China Agricultural Press, 2002.(in Chinese)

[11] NI X, WU Y, WU Z, WU L, QIU G, YU L. A novel slow-release urea fertiliser: physical and chemical analysis of its structure and study of its release mechanism., 2013, 115(3): 274-282.

[12] KOTTEGODA N, SANDARUWAN C, PRIYADARSHANA G, SIRIWARDHANA A, RATHNAYAKE U A, KUMARASINGHE A R, DAHANAYAKE D, KARUNARATNE V, AMARATUNGA G A J. Urea-hydroxyapatite nanohybrids for slow release of nitrogen., 2017, 11(2): 1214-1221.

[13] QIAO D, LIU H, YU L, BAO X, SIMON G P, PETINAKIS E, CHEN L. Preparation and characterization of slow-release fertilizer encapsulated by starch-based superabsorbent polymer., 2016, 147: 146-154.

[14] 邹洪涛, 韩艳玉, 张玉玲, 黄毅, 曹敏建, 张玉龙. 温度对包膜缓释尿素养分释放特性影响机理的研究. 土壤通报, 2009, 40(2): 321-324.

ZOU H T, HAN Y Y, ZHANG Y L, HUANG Y, CAO M J, ZHANG Y L. Mechanism of effect of temperature on nutrient release characteristics of coated slow-release urea., 2009, 40(2): 321-324. (in Chinese)

[15] 程冬冬, 赵贵哲, 刘亚青, 郝率群. 土壤温度、土壤含水量对高分子缓释肥养分释放及土壤酶活性的影响. 水土保持学报, 2013, 27(6):216-220.

CHENG D D, ZHAO G Z, LIU Y Q, HAO S Q. Influences of soil temperature and moisture on nutrients release of polymeric slow release fertilizer and soil enzyme activity., 2013, 27(6): 216-220. (in Chinese)

[16] 钱银飞, 邵彩虹, 邱才飞, 陈先茂, 谢江, 邓国强, 陈大洲, 童金炳, 伍守恒, 彭春瑞. 包膜缓释尿素与普通尿素配施对双季超级稻产量及氮肥利用的影响. 中国土壤与肥料, 2015(5): 27-32.

QIAN Y F, SHAO C H, QIU C F, CHEN X M, XIE J, DUN G Q, CHEN D Z, TONG J B, WU S H, PENG C R. Effects of the different mixture rates of coated slow-release urea and prilled urea on the growth of double-cropping super rice and the utilizing rate of nitrogen., 2015(5): 27-32. (in Chinese)

[17] 付月君, 王昌全, 李冰, 尹斌, 张敬昇. 控释氮肥与尿素配施对单季稻产量及氮肥利用率的影响. 土壤, 2016, 48(4): 648-652.

FU Y J, WANG C Q, LI B, YIN B, ZHNAG J S. Effects of combined application of controlled-release nitrogen fertilizer and urea on rice yield and nitrogen use efficiency., 2016, 48(4): 648-652.(in Chinese)

[18] 龙瑞平, 朱丽芬, 赵丽娟, 李贵勇, 夏琼梅, 朱海平, 帕三石, 尹娇, 邓安凤, 杨从党. 缓释氮肥与尿素配施对高原机插籼稻产量与生长特性的影响. 中国稻米, 2017, 23(4): 130-134.

LONG R P, ZHU L F, ZHAO L J, LI G Y, XIA Q M, ZHU H P, PA S S, YIN J, DENG A F, YANG C D. Effects of combined application of slow-release nitrogen fertilizer and urea on yield and growth characters of machine transplantingrice in plateau area., 2017, 23(4):130-134.(in Chinese)

[19] 杨建昌, 杜永, 吴长付, 刘立军, 王志琴, 朱庆森. 超高产粳型水稻生长发育特性的研究. 中国农业科学, 2006, 39(7): 1336-1345.

YNAG J C, DU Y, WU C F, LIU L J, WANG Z Q, ZHU Q S. Growth and development characteristics of super-high-yielding mid-seasonrice.2006, 39(7): 1336-1345.(in Chinese)

[20] AZEEM B, KUSHAARI K, MAN Z B, BASIT A, THANH T H. Review on materials & methods to produce controlled release coated urea fertilizer., 2014, 181(1): 11-21.

[21] JI Y, LIU G, MA J, ZHANG G, XU H, YAGI K. Effect of controlled-release fertilizer on mitigation of N2O emission from paddy field in south china: a multi-year field observation., 2013, 371(1/2): 473-486.

[22] 张木, 唐拴虎, 张发宝, 黄巧义, 黄旭. 60天释放期缓释尿素可实现早稻和晚稻的一次性基施. 植物营养与肥料学报, 2017, 23(1): 119-127.

ZHANG M, TANG S H, ZHANG F B, HUANG Q Y, HUANG X. Slow-release urea with 60-day period are suitable for one basal application in early and late rice., 2017, 23(1): 119-127.(in Chinese)

[23] 曹树青, 翟虎渠, 钮中一, 朱新华, 张红生, 张荣铣, 楠谷彰人, 崔晶. 不同产量潜力水稻品种的剑叶光合特性研究. 南京农业大学学报, 2000, 23(3):1-4.

CAO S Q, ZHAI H Q, NIU Z Y, ZHU X H, ZHANG H S, ZHANG R X, KUSHITANI, CUI J.Studies on flag leaf photosynthetic characteristics for rice varieties with different yield potentials., 2000, 23(3): 1-4. (in Chinese)

[24] SAGE T L, SAGE R F, TANAKA A, MAKINO A. The functional anatomy of rice leaves: implications for refixation of photorespiratory CO2and efforts to engineer C4 photosynthesis into rice., 2009, 50(4): 756-772.

[25] YUE B, XUE W Y, LUO L J, XING Y Z. QTL analysis for flag leaf characteristics and their relationships with yield and yield traits in rice., 2006, 9: 824-832.

[26] 俄胜哲, 袁继超, 丁志勇, 姚凤娟, 喻小坪, 罗付香. 水稻灌浆过程中籽粒Fe、Zn、Cu、Mn、Mg、Ca的积累动态. 中国农学通报, 2009, 25(20): 154-159.

E S Z, YUAN J C, DING Z Y, YAO F J, YU X P, LUO F X. Study on the dynamic of accumulation of Fe, Zn , Mn, Mg and Ca in rice grain during filling stage., 2009, 25(20): 154-159. (in Chinese)

[27] 林瑞余, 梁义元, 蔡碧琼,蔡向阳, 肖美秀, 郑履端, 林文雄. 不同品种水稻产量形成过程的养分积累与分配特征研究. 中国生态农业学报, 2007, 15(5): 139-146.

LIN R Y, LIANG Y Y, CAI B Q, CAI X Y, XIAO M X, ZHENG L D, LIN W X. Characteristics of nutrient accumulation and partitioning in yield formation process of different rice cultivars., 2007, 15(5):139-146.(in Chinese)

[28] 薛欣欣, 李岚涛, 鲁剑巍, 李小坤, 任涛, 丛日环, 周鹏. 利用功能叶片钾含量作为水稻钾营养诊断指标的可行性研究. 植物营养与肥料学报, 2015, 21(2): 492-499.

XUE X X, LI L T, LU J W, LI X K, REN T, CONG R H, ZHOU L. Feasibility study of using potassium content of functional leaves of rice as potassium diagnostic index.2015, 21(2): 492-499.(in Chinese)

[29] 魏海燕, 张洪程, 张群, 戴其根, 霍中洋, 许轲, 张庆, 黄丽芬.不同氮肥利用效率水稻基因型剑叶光合特性. 作物学报,2009, 35(12): 2243-2251.

WEI H Y, ZHANG H C, ZHANG Q, DAI Q G, HUO Z Y, XU K, ZHANG Q, HUANG L F. Photosynthetic characteristics of flag leaf in rice genotypes with different nitrogen use efficiencies., 2009, 35(12): 2243-2251.(in Chinese)

[30] 王慧新, 王伯伦, 张城, 冯跃. 不同肥密条件处理对水稻产量与品质影响. 沈阳农业大学学报, 2007, 38(4): 462-466.

WANG H X, WANG B L, ZHANG C, FENG Y. Effect of different amounts of N, P, K and plant density on grain yield and quality of rice., 200738(4): 462-466.(in Chinese)

（责任编辑 李云霞，杨鑫浩）

The Nutrient Supply Characteristics of Co-application of Slow-release Urea and Common Urea in Double-cropping Rice

ZHANG Mu, TANG ShuanHu, HUANG QiaoYi, PANG YuWan, YI Qiong, HUANG Xu, Li Ping, FU HongTing

(Institute of Agricultural Resources and Environment, Guangdong Academy of Agricultural Sciences/ Guangdong Key Laboratory of Nutrient Cycling and Farmland Conservation, Guangzhou 510640)

【Objective】Slow release urea, as a new type of fertilizer for both single basal and decreasing fertilization, is the guarantee of high crop yield due to its nutrient release characteristics corresponding to crop nutrient requirements. This study explored the effect of co-application of slow-release urea and common urea on nutrient absorption in whole growth period of rice which could provide theoretical support and technical guidance for new fertilizer development. 【Method】Field experiments in early and late rice were set up with six different treatments described as below: No N fertilization (CK), 100% slow-release urea (100%SRU), 75% of slow-release urea and 25% of common urea (75%SRU+25%CU), 50% of slow-release urea and 50% of common urea (50%SRU+50%CU), 25% of slow-release urea and 75% of common urea (25%SRU+75%CU), 100% of common urea (100% CU). The nitrogen treatments were fertilized with 150 kg N·hm-2, and all the experimental fields were fertilized with 55 kg P2O5·hm-2and 130 kg K2O·hm-2, which were supplied by calcium superphosphate and potassium chloride. Rice plant samples of early rice were collected to analyze N, P and K concentrations during growth period. Leaves of different positionsand grains of early rice were collected during filling stage to analyze N, P and K concentrations, and SPAD values were also measured at the same stage. The yield and yield components were also recorded after the early and late rice harvest. 【Result】Results showed that the highest yields of the early and late rice were both occurred under the 75%SRU+25%CU treatment, and there were no significant differences between 100% SRU, 50%SRU+50%CU and 25%SRU+75%CU treatments in early and late rice, and all better than 100%CU treatment in some extent. Compared with the 100%CU treatment, the advantages of combined application of the slow-release urea treatments were that the rice had higher effective panicles and number of grains per ear, especially in early rice. Throughout the growth period, the dry matter weight and N accumulation of shoot in 100% SRU treatment were significantly higher than those of the other treatments, and were decreased with the increase of the proportion of the common urea. The concentration of N in shoot treated with 100% SRU was also significantly higher than those of the other treatments, and was also decreased with the increase of the proportion of the common urea. During the grain filling stage, the N contents of flag leaf, penultimate and third leaves, and grain, and SPAD values of flag leaf were all significantly increased by the application of 100%SRU, and were all decreased with the increase of the proportion of common urea. 【Conclusion】The 100% of SRU treatment provided excess nitrogen and made the rice appeared different degree of greedy situation, and then decreased grain yield. 75%SRU+25%CU has been proved adequate for single basal fertilization in rice production. Due to all of the slow-release urea addition treatments had the better yield than 100%CU treatment in this experiment, because of its cost, the proportion of the slow-release urea could be reduced in some degree.

rice (L.); slow-release urea; nutrient uptake dynamics; nutrient accumulation; yield

10.3864/j.issn.0578-1752.2018.20.016

2018-01-19；

2018-05-17

国家公益性行业（农业）科研专项（201303103，201503123）

张木，E-mail：muzhang1123@126.com。通信作者唐拴虎，E-mail：1006339502@qq.com